Náttúrufræðingurinn - 2018, Page 58

Náttúrufræðingurinn
138
árið 1974 og fékk sem nemur 178 g Si/
m2/ár og 222 g C/m2/ár.11 Niðurstöður
mælinga á frumframleiðni botnþör-
unga í Mývatni árið 2000 bentu til að
frumframleiðni væri á bilinu 250–420 g
C/m2/ár.17
Kísill (Si) nemur um 20% af þurrvigt
kísilþörunga.34 Upptaka á 10 þúsund
tonnum af Si úr Mývatni ætti að standa
undir 50 þúsund tonnum af kísilþör-
ungum (þurrvigt). Miðað við framan-
greint mólhlutfall C:Si í kísilþörungum
jafngildir þetta framleiðslu um 12,5 þús-
unda tonna af lífrænu kolefni. Reikn-
ingar á framburði lífræns, agnabundins
kolefnis (POC; 1. viðauki),35 byggðir eru
á meðalrennsli og mælingum á POC
í útfalli Mývatns 2000–2001, sýna að
ekki berast nema 638 tonn af POC um
útfallið,18 eða 5% af því sem binst líf-
rænum vefjum í vatninu. Skýrist það
væntanlega af því að mest af kísil-
þörungum í Mývatni er af botnlægu
tegundinni Fragilaria construens sem
berst mjög lítið úr vatninu, ekki einu
sinni eftir storma.11,36
Árstíðasveifla POC og PON var mjög
áberandi í Mývatni 2000–2001 (4. mynd
og 1. viðauki). Styrkurinn jókst snar-
lega snemma í maí, minnkaði svo aftur
í júní og júlí. Í ágúst og september jókst
styrkur POC og PON aftur, en varð þó
ekki nema tæplega helmingur af því sem
hann var í maí. Styrkur POC og PON
yfir sumartímann endurspeglar vor- og
haustblóma kísilþörunga í Mývatni, en
getur einnig stafað af upphræringu af
völdum vinds.11 Samtímis aukningu líf-
rænna agna (POC og PON) minnkaði
styrkur ólífrænu næringarefnanna fos-
fats (PO4), nítrats (NO3), nítríts (NO2) og
ammóníums (NH4) (3. mynd).
Þörungar í vatni eru þurftarfrekari
á köfnunarefnissambönd (N) en á fos-
fór (P) og þurfa 16 mól af köfnunarefni
á móti 1 móli af fosfór (1. og 2. jafna).27
Í Mývatni er mólhlutfall leysts köfnun-
arefnis og fosfórs (N:P) lægra en 16:1 (5.
mynd) sem þýðir að köfnunarefni getur
takmarkað vöxt ljóstillífandi lífvera,
líkt og þekkist um næringarefnabúskap
vatna og straumvatna í gosbeltinu.22,33,37,38
Það er þó ekki endilega raunin, þar sem
lífríki Mývatns er ríkt af köfnunarefnis-
bindandi bakteríum (A. flos-aquae).13,39
Þær eru sjálfbærar um að binda köfn-
unarefni úr andrúmsloftinu með sér-
hæfðum frumum sem síðan losa það
út í vatnið svo það verður aðgengilegt
vaxtarfrumum bakteríunnar sem og
öðrum ljóstillífandi lífverum.36 Auk þess
er hringrás köfnunarefnis, á formi NH4,
úr botnseti vatnsins hröð miðað við
hringrás fosfórs.14 Þegar leyst köfnun-
arefni þrýtur í vatninu taka blágrænar
bakteríur við og framleiða köfnunarefni
eftir þörfum, alveg þar til fosfór þrýtur
í vatninu. Þetta veldur því að fosfór er
í raun það næringarefni sem takmarkar
ljóstillífun í Mývatni.
Við öndun og rotnun lífrænna leifa
snýst efnahvarfið í 1. jöfnu við og gengur
til vinstri. Þá myndast fyrst leystar líf-
rænar keðjur, ríkar af lífrænu kolefni
og öðrum næringarefnum, eins og köfn-
unarefni, sem tekin voru upp við ljóstil-
lífunina (ekki sýnt í efnahvarfinu í 1.
jöfnu), ekki ósvipað því þegar sykur leys-
ist í heitu vatni. Að lokum brotna þessar
einingar niður í frumeiningar sínar sem
sýndar eru vinstra megin í 1. og 2. jöfnu.
Í útfalli Mývatns jókst styrkur leysts líf-
ræns kolefnis (DOC) frá maí til júlí 2000
en minnkaði svo frá ágúst til nóvember
(4. mynd). Vetrarstyrkur DOC var um
5% af sumarstyrk þess. Styrkur leysts líf-
ræns köfnunarefnis (DON) jókst einnig
yfir sumarið, en mesti styrkur DON var
um mánuði seinna á ferðinni en mesti
styrkur DOC (4. mynd). Það bendir til
að efnasambönd losni mishratt út við
niðurbrot lífrænna efna. Frekara niður-
brot lífrænna efnakeðja veldur losun
ólífrænna næringarefna sem nýtast
lífríkinu þegar aðstæður leyfa. Þannig
sést rotnun vorblóma kísilþörunga vel á
aukningu styrks NO3 í júní–júlí og lítils-
háttar aukning á styrk PO4 í júní í Geira-
staðaskurði (4. mynd).
Styrkur leystra snefilefna
Styrkur snefilmálma yfir rannsóknar-
tímabilið er sýndur á 6. mynd. Málm-
arnir járn (Fe), kopar (Cu), mangan
(Mn), sink (Zn), mólýbden (Mo) og bór
(B) eru í snefilmagni nauðsynleg nær-
ingarefni fyrir ljóstillífandi lífverur.
Ýmislegt hefur áhrif á leysni málma
og styrk þeirra í lausn, svo sem súrefn-
isstyrkur vatnsins og pH-gildi. Aðrir
málmar mynda vatnsleysanleg efnasam-
bönd með lífrænum efnasamböndum og
haldast þannig í lausn.
Leysni áls (Al) ræðst fyrst og fremst
af pH-gildi vatnsins og er lægst við hlut-
laust pH (pH 7) en hækkar við hærri
og lægri pH-gildi. Þar af leiðandi var
styrkur leysts áls mestur yfir hásumarið,
þegar pH-gildi var hæst (3. og 6. mynd).
Sama má segja um leysni títans (Ti).
Styrkur þess jókst áttfalt á pH-bilinu
8–10 (R2=0,84). Kopar (Cu) þrefaldaðist
í styrk á sama pH-bili (R2=0,86).
Leysni margra málma, svo sem járns
og mangans, er bæði háð pH-gildi og
oxunarstigi, og eykst leysni þeirra mjög
með minnkandi súrefnisstyrk. Styrkur
fosfórs er óbeint háður leysni járns þar
sem fosfór ásogast á yfirborð járnútfell-
inga (mýrarrauða, e. ferrihydrite). Þar af
leiðandi er leysni fosfórs óbeint háð súr-
efnisstyrk vatnsins.40 Afoxandi aðstæður
valda styrkaukningu á leystu Fe og Mn,
en Mn svarar súrefnisbreytingum hægar
en Fe,41 sem gæti skýrt minni styrkaukn-
ingu Mn en Fe í ágúst 2000.
7. mynd. Samband heildarstyrks leysts fos-
fórs og köfnunarefnis í Mývatni, lífræns og
ólífræns. TDP: heildarstyrkur leysts fosfórs.
TDN: heildarstyrkur leysts köfnunarefnis.
Gögn táknuð með svörtum lit eru frá Ingunni
Maríu Þorbergsdóttur og Sigurði Reyni Gísla-
syni sem safnað var með botnlægum söfn-
unarboxum, dökku og gegnsæju.16 Örvarnar
sýna rennsli vatns frá innstreymi að útfalli í
Geirastaðaskurði og Laxá, og brotna línan
táknar N:P-Redfield-hlutfallið. – The relations-
hip of total dissolved phosphorus and ni-
trogen in Lake Mývatn, organic and inorganic.
TDP: total dissolved phosphorus. TDN: total
dissolved nitrogen. Black symbols represent
data from Thorbergsdottir and Gislason which
was collected using benthic chambers, dark
(dökkt) and transparent (gegnsætt).16 The ar-
rows show the water discharge through Lake
Mývatn, from the inlet to the outlet at Geira-
staðaskurður and Laxá, and the broken line
represents the N:P-Redfield ratio.